Tierras físicas, su importancia

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Un sistema de protección para equipos eléctricos o electrónicos que, además de asegurar la vida útil de los equipos, protege la vida de los trabajadores.

Samantha Gómez

Un sistema de tierras físicas es una conexión de seguridad para la protección de equipos eléctricos y electrónicos contra interferencias electromagnéticas, electrostáticas o sobrecargas; sobre todo, resguardan la vida del hombre, que al entrar en contacto con la corriente eléctrica puede sufrir graves quemaduras o incluso morir. Por ello, es imprescindible que los mecánicos HVAC consideren la conexión a tierra, no sólo enfocada a edificios, también a instalaciones residenciales; ya que, actualmente, todas las personas están involucradas, de algún modo, con la electricidad.

Dicho sistema funciona conduciendo, drenando y disipando a la tierra la corriente no deseada, por medio de electrodos, cables, conexiones, platinas y líneas de una instalación eléctrica, cuya finalidad es buscar el camino de menor resistencia al cual estaría expuesta una descarga atmosférica o un corto circuito.

A0CG0004284Componentes
Conductor: cable; de preferencia desnudo. Medio por el cual circula la corriente, que en este caso se trata de la no deseada hacia la tierra. Permitirá hacer la conexión al electrodo (varilla) y dar continuidad al sistema de conexión

Electrodo: varilla o cuerpo del conductor. Tendrá contacto con la tierra, por lo que se entierra en ella y requiere estar unido al conductor (cable). Existen muchos tipos según el fabricante y se usan en distintas configuraciones, que varían en características, técnicas, formas y costos; sin embargo, todas convergen en que deben ir enterradas, y ser de fácil acceso y ubicación. Aunque algunos indiquen que son “libres de mantenimiento”, nunca se debe pasar por alto el uso de registros para facilitar las mediciones del sistema.

Fosa o cepa: ésta debe ubicarse en un sitio accesible que permita mediciones periódicas y lo más cercano posible a los equipos o al tablero de distribución principal de la instalación.

Las dimensiones dependerán de la configuración del sistema: delta, estrella y modelo del electrodo. Una vez colocados el electrodo y el conector dentro de la fosa, ésta deberá rellenarse con la tierra que se sacó, retirando piedras, basura, etcétera. También se puede rellenar con tierra negra orgánica o de planta. Al hacerlo se deberá prestar atención a fin de evitar dañar el electrodo, ya que el material de relleno debe ser compacto.

Resistividad del terreno: una consideración importante para la elaboración de la fosa o cepa es la resistencia que opone la tierra para el paso de corriente eléctrica, lo que obedece a la naturaleza, humedad, temperatura, salinidad, compactación, entre otros.

Con el propósito de lograr una resistencia baja y permanente, de no contar con los equipos necesarios para medición de resistividad en la tierra, se recomienda el uso de intensificadores o acondicionadores de suelo, que van en sacos de uno hasta 14 kilos, según la configuración. Su funcionamiento es atrapar el agua o retenerla para mantener el terreno húmedo y, por lo tanto, con baja resistividad. En su mayoría, estos compuestos son hechos a base de minerales naturales que no daña el medioambiente.

Aunque no haya un umbral de resistencia estándar reconocido por las agencias normativas, la National Fire Protection Association (NFPA) y el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) recomiendan un valor de cinco ohmios o menos, el objetivo de la resistencia es lograr el valor más pequeño posible en términos físicos.

Interconexión: en el campo de la instalación existen diversos tipos de configuraciones para unir el conductor y la varilla, generando “puentes de unión” que nos proporcionan conductividad eléctrica entre los metales que serán conectados. Por su parte, algunos fabricantes optan por acoplamientos en “bobinas”, siendo éstas un complemento del electrodo; para sus interconexiones se deben tomar en cuenta aspectos como el aislamiento de los conductores (cuando éste no es desnudo) y longitudes de conductores que, de acuerdo con la NOM-001-SEDE-2005-250-S1, recomienda tengan una separación mínima de 1.83 metros. Se deben usar conexiones ponchables, con opresor o mecánicos.

Un ejemplo para la interconexión de dos o más electrodos es el sistema Cadweld, que, según la NOM-001-SEDE-2005-250-S1, deben conectarse rígidamente entre sí con soldadura exotérmica, con el fin de minimizar los riesgos en función de tensiones eléctricas de paso y de contacto.

Tales conexiones requieren de materiales y equipo para su unión (soldadura). A menudo se pueden utilizar uno o dos tamaños de cable en moldes más grandes y se sigue garantizando la unión.

Estas uniones se caracterizan por su versatilidad, ya que se pueden configurar respetando las necesidades de la instalación, habiendo distintos tipos de ellas; por ejemplo: empalme, T, paralela, X. Algunos más para instalaciones verticales: GT&G4, DOSGY´S, GT&XA o XB.

Con el paso del tiempo, la normatividad y las buenas prácticas han hecho más seguros los procedimientos de soldadura exotérmica con bajos niveles de emisiones, llegando a aplicaciones en túneles, bóvedas y trincheras, utilizándose, incluso, en centros de datos o aulas de informática.

A0CG00042831. Realización de cepas
Se debe realizar una perforación a una profundidad de 120 cm (mínimo) con un diámetro de 40 cm (mínimo), en la cual se “enterrará” el electrodo. Se recomienda enriquecer el suelo con un intensificador o acondicionador y se deberán colocar registros de 30 cm por lado, de tipo metálico con soporte (registros de interconexión)

2. Electrodos
Instalación de electrodos y su interconexión mediante cableado, preferentemente desnudo, (previo cálculo por un especilista)

3. Montaje de punto de interconexión
Montaje de la barra de tierra con ubicación final. Deberá incorporarse con soporte tipo trapecio y barriles de aislamiento

4. Puente de unión
Se interconecta la red de tierra en su ubicación final a la barra de tierras, mediante cable desnudo (previo cálculo por un especilista)

5. Terminado del sistema de tierras
Se realiza el relleno de cepas y acabado de obra civil en caso de ser necesario. Cubrir los registros

6. Distribución de tierra física en instalación
Del punto de interconexión (barra de tierras) se derivan las conexiones, equipos críticos

7. Canalizaciones
Deberá considerarse el uso de vertical de servicio existente en trayectorias principales; asimismo, la canalización a base de tubería Conduit pared gruesa para distribución de tierra

8. Distribución de conductor de tierra
Todas las interconexiones de equipos al sistema de tierras deberán realizarse con interconexión a la barra de tierras, no se permiten derivaciones intermedias ni empalmes de distribución del conductor de tierra

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Samantha Gómez es ingeniera industrial. Actualmente desempeña el cargo de directora de Operaciones en IT Adviser, S.A.de C.V. Tiene cuatro años de experiencia en planeación, implementación, soporte y administración de proyectos individuales en temas de infraestructura tecnológica para el sector público y privado.